1.2 歐姆定律

歐姆定律是電工電子技術中的一個最基本的定律，它反映了電路中電阻、電流和電壓之間的關系。歐姆定律分為部分電路歐姆定律和全電路歐姆定律。

1.2.1 部分電路歐姆定律

部分電路歐姆定律內容是：在電路中，流過導體的電流I的大小與導體兩端的電壓U成正比，與導體的電阻R成反比，即

也可以表示為U=IR或。

為了讓大家更好地理解歐姆定律，下面以圖1-12為例來說明。

如圖1-12（a）所示，已知電阻R=10?，電阻兩端電壓UAB=5V，那么流過電阻的電流。

如圖1-12（b）所示，已知電阻 R=5?，流過電阻的電流 I=2A，那么電阻兩端的電壓UAB=I·R=（2×5）V=10V。

在圖1-12（c）所示，流過電阻的電流I=2A，電阻兩端的電壓UAB=12V，那么電阻的大小。

下面再來說明歐姆定律在實際電路中的應用，如圖1-13所示。

在圖1-13所示電路中，電源的電動勢E=12V, A、D之間的電壓 UAD與電動勢 E 相等，三個電阻R1、R2、R3串接起來，可以相當于一個電阻R, R=R1+R2+R3=（2+7+3）Ω=12Ω。知道了電阻的大小和電阻器兩端的電壓，就可以求出流過電阻器的電流I

求出了流過R1、R2、R3的電流I，并且它們的電阻大小已知，就可以求R1、R2、R3兩端的電壓UR1（UR1實際就是A、B兩點之間的電壓UAB）、UR2（實際就是UBC）和UR3（實際就是UCD），即

UR1=UAB=I·R1=(1×2)V=2V

UR2=UBC=I·R2=(1×7)V=7V

UR3=UCD=I·R3=(1×3)V=3V

從上面可以看出UR1+UR2+UR3=UAB+UBC+UCD=UAD=12V

在圖1-13所示電路中如何求B點電壓呢？首先要明白，求某點電壓指的就是求該點與地之間的電壓，所以B點電壓UB實際就是電壓UBD。求UB有以下兩種方法。

方法一：UB=UBD=UBC+UCD=UR2+UR3=（7+3）V=10V

方法二：UB=UBD=UAD?UAB=UAD?UR1=（12?2）V=10V

1.2.2 全電路歐姆定律

全電路是指含有電源和負載的閉合回路。全電路歐姆定律又稱閉合電路歐姆定律，其內容是：閉合電路中的電流與電源的電動勢成正比，與電路的內、外電阻之和成反比，即

全電路歐姆定律應用如圖1-14所示。

圖1-14中點畫線框內為電源，R0表示電源的內阻，E表示電源的電動勢。當開關S閉合后，電路中有電流I流過，根據全電路歐姆定律可求得I===1A。電源輸出電壓（也即電阻R兩端的電壓）U=IR=1×10V=10V，內阻R0兩端的電壓U0=IR 0=1×2V=2V。如果將開關S斷開，電路中的電流 I=0A，那么內阻R0上消耗的電壓U0=0V，電源輸出電壓U與電源電動勢相等，即U=E=12V。

根據全電路歐姆定律不難看出以下幾點。

① 在電源未接負載時，不管電源內阻有多大，內阻消耗的電壓始終為0V，電源兩端電壓與電動勢相等。

② 當電源與負載構成閉合電路后，由于有電流流過內阻，內阻會消耗電壓，從而使電源輸出電壓降低。內阻越大，內阻消耗的電壓越大，電源輸出電壓越低。

③ 在電源內阻不變的情況下，如果外阻越小，電路中的電流越大，內阻消耗的電壓也越大，電源輸出電壓也會降低。

由于正常電源的內阻很小，內阻消耗的電壓很低，故一般情況下可認為電源的輸出電壓與電源電動勢相等。

利用全電路歐姆定律可以解釋很多現象。比如用儀表測得舊電池兩端電壓與正常電壓相同，但將舊電池與電路連接后除了輸出電流很小外，電池的輸出電壓也會急劇下降，這是因為舊電池內阻變大的緣故；又如將電源正、負極直接短路時，電源會發熱甚至燒壞，這是因為短路時流過電源內阻的電流很大，內阻消耗的電壓與電源電動勢相等，大量的電能在電源內阻上消耗并轉換成熱能，故電源會發熱。